修正系数(修正系数是什么意思)
光学显微镜最关键的部分是物镜,这也是最难设计和组装的部分。物镜由一系列透镜组装而成。它负责聚焦样品发出的光,并通过目镜成像。它是第一个透射元件,光通过它从样品透射到相平面。它离物体最近,因此得名物镜。镜筒上有一些标记,代表物镜的信息。今天,让我们来看看物镜标记的含义。
1.厂家:好一点的商用物镜都有厂家的字样,比如蔡司、徕卡、尼康、奥林巴斯等。,这是常见的显微镜物镜制造商,并且物镜质量相对较好。
2.物镜校正系数:在厂家下面,会有一些英文字母,如Plan、APO、Fluor等。很多第一次使用物镜的用户不能很好地理解这些字母的含义。这些字母是物镜设计中像差矫正水平的标志,也包括使用场景(例如对于红外、紫外等不同波长)。值得一提的是,不同厂家对于不同的标准有不同的书写方式,但本质代表的是物镜的设计标准和灵敏度。光学透镜成像往往涉及球差、彗差、像散、场曲率、畸变、色差等像差。对于具有多个透镜的显微镜物镜来说,校正这些像差尤其重要,根据校正的程度,可以大致分为以下几个级别。如图所示,显微镜物镜的铭牌上会标注这些校正信息,物镜的价格会随着校正级别的提高而大幅上涨。
消色差物镜:是实验室常用的物镜。消色差物镜校正蓝光(486纳米)和红光(656纳米)的垂直色差,并且还校正波长为546纳米的光的球面像差。
平面消色差物镜:消色差物镜不校正场曲率,但平面消色差物镜校正消色差物镜的场曲率,使曲面场变平。
萤石目的:它是以一种矿物萤石命名的,也称为半复消色差透镜。与消色差物镜相比,它可以在更多的波长下校正色差和球差,成像质量更好。
平板萤石物镜(Flat萤石物镜)同样,平板萤石物镜没有场曲率校正,因此对萤石物镜进行场曲率校正可以通过更好的提高成像质量。
平面复消色差校正更多颜色光的色差和球差,几乎消除色差。复消色差透镜是白光成像的最佳选择,具有场曲率校正功能。
这里,我们将重点讨论场曲率校正。为了校正场曲率像差,我们需要在光学设计中增加相当数量的光学透镜。如图所示,比较了消色差透镜和平场消色差透镜的光学结构。透镜多物镜的制造成本自然会增加,但在高端物镜的设计中,尤其是消色差物镜,场曲率校正是非常必要的。
3.放大倍率:物镜会标注放大倍率:10X、20X、50X、100X等。放大倍数是我们选择显微镜物镜时主要考虑的因素之一,但是我们买的物镜标有50x,那么我们使用的时候真的是50X放大吗?
实际上,物镜的放大率取决于镜筒透镜和物镜的焦距,公式如下:
不同厂家的物镜都是根据自己的显微镜设计的,所以只有自己显微镜用的才是有标记的放大倍数。如果把物镜应用到其他显微镜或自制显微镜上呢?每个制造商的显微镜镜筒透镜的焦距是固定的,如下图所示:
根据公式,我们可以计算不同厂家的物镜焦距,我们可以根据你正在使用的显微镜的镜筒焦距来计算放大率。比如尼康50X物镜焦距为200/50=4mm,如果应用到奥林巴斯显微镜上,放大倍数为180/4=45X。
4.数值孔径:数值孔径(NA)是显微镜物镜的重要参数,是焦距和入瞳直径的函数;
显微镜物镜的光学分辨率为=/2n (sin()),可以通过NA来决定显微镜的分辨率。NA值越大,分辨率越高。NA中的n是指工作介质的折射率。空气体中的N等于1,不大于90,所以空气体介质中的最大NA不大于1,如果
5.盖玻片厚度:有些生物显微镜需要用厚度为0.17毫米的盖玻片覆盖样品,对于这种应用,在显微镜物镜的设计中考虑了0.17毫米的距离修正,也会在铭牌上标注出来,如图所示。
6.有限距离共轭&无限距离共轭:这里的有限距离共轭和无限距离共轭是指物面和像面的共轭平面,有限距离共轭显微镜物镜:样品散射的光被物镜收集到一点,然后通过目镜成像。有限共轭显微镜有两个标准DIN(德国工业标准)和JIS(日本工业标准),如图所示。对于这两种标准显微镜,有几个长度需要注意,如机械管长度(MTL)、光学管长度(OTL)和平行焦距。这三种长度的定义如下:
机械镜筒长度:物镜安装面到目镜安装面的距离,即物镜法兰到目镜法兰的距离。
光学柱面长度:从物镜后焦面到中间像面的距离。
焦距:从物镜安装面(物镜法兰)到被观察物体平面的距离。
这两个标准物镜的安装螺纹规格为RMS(0.7965英寸x 36TPI)
无限共轭显微镜物镜:从样品散射出来的光,经过物镜后是平行光束,在物镜和目镜之间加一个筒形透镜形成中间像。与传统显微镜设计相比,这种现代显微镜设计方法多了一个镜头,但使显微镜的配置更加灵活,及时改变物镜与管镜之间的距离,不改变放大倍数,不受以前距离的限制,便于扩展显微镜中的荧光、滤光片等成像模块。目前,大多数显微镜系统使用无限共轭显微镜。
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